Elucidation of vitamin D actions using genetically modified rats and application of vitamin D analogs to medical drugs

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H02889
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 38030:Applied biochemistry-related
• Research Institution: Toyama Prefectural University
• Principal Investigator: SAKAKI TOSHIYUKI 富山県立大学, 工学部, 研究員 (70293909)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 橘高 敦史 帝京大学, 薬学部, 教授 (00214833) ; 生城 真一 富山県立大学, 工学部, 教授 (50244679) ; 安田 佳織 富山県立大学, 工学部, 講師 (70707231) ; 西川 美宇 富山県立大学, 工学部, 助教 (90749805)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ビタミンD / ビタミンD受容体 / ゲノム編集 / シトクロムP450 / 作用メカニズム / 疾患モデル動物 / ビタミンD代謝酵素

Outline of Final Research Achievements

Rats expressing mutant VDR (H301Q) or VDR (R270L) / (H301Q) were prepared by the genome editing method, and their physiological properties were compared with existing mutant VDR (R270L) and VDR gene-deficient (VDR-KO) rats. As a result of detailed analysis of the effects of vitamin D and vitamin D receptors on bone formation, hair follicle formation, etc., it was clarified that ligand-unbound VDR is required for hair follicle formation. In addition, among the newly synthesized vitamin D derivatives, we have found several compounds that show a higher therapeutic effect on psoriasis than existing vitamin D derivatives. Furthermore, we showed the effectiveness of gene therapy using a VDR-expressing adenovirus vector for alopecia in VDR-KO rats.

Free Research Field

遺伝子工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ゲノム編集法により作製した複数種の遺伝子改変ラットの性状比較によりビタミンDおよびビタミンD受容体の作用メカニズムについて多くの新たな知見が得られ、II型くる病や乾癬の治療薬の開発につながる成果が得られた。また、治療法が存在しないII型くる病の脱毛に対し遺伝子治療やゲノム編集治療が有効であることを示した。これらの研究成果を国内外の多くの学会や多数の論文で公表したところ、きわめて高い評価を受けた。本研究成果の学術的意義および社会的意義はきわめて大きいと考えられる。